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2.1. 导线的结构类型
导线指电缆中心用于传输电子的导体,最普遍使用的材料是铜。铜线是最经济有效的传输方式之一,其他的材料包括铝、银和黄金.
同轴电缆根据线径的不同,外形的大小有差异。导线的结构分为两种:单根电缆和多根电缆组合。单根电缆的结构容易成型,但保护外皮和绝缘层比较坚硬,所以显得没有什么柔性。多根电缆由许多小线径的电缆绞合成型,增加了线缆的柔性。一般认为单根电缆的传输质量要优于多根组合的模式.
2.2. 导线直径的计量
原则上,同等的条件越粗的电缆越能进行更长距离的传输,因为同样的长度,粗电缆比细电缆具备更低的直流阻抗.
2.3. 电介体
电介体也即是电缆的绝缘体,在同轴电缆中担任了双重的角色:一是电介体介于导线与屏蔽网之间,形成了保护导线的重要组织;另一个更重要的角色是它确定了电缆的物理特性。比如电缆的阻抗和容抗。阻抗为75_电缆的电介体通常是半发泡的聚乙烯.
2.4. 屏蔽网
屏蔽网在电缆中把导线和电介体严密的包围起来,起了两个作用:一是作为信号的公共地线为信号提供电流回路,二是作为信号的屏蔽网,抑制电磁噪音对信号的干扰。屏蔽网的结构以金属编织网和锡箔最常见。金属编织网比锡箔具备更低的直流阻抗,但对电磁干扰的屏蔽率只有90%,锡箔对电磁干扰的屏蔽率高达100%。所以很多专业的线缆会采取金属编织网与锡箔双重屏蔽结构,可以更有效的提高信号的信噪比.
2.5. 保护层
保护层是对电缆内部所有成份进行全面保护的一层外皮,很容易受气温、化学药品、液体和日光的影响。电缆的保护层必须适应任何条件的安装环境。这些标准被NEC(National Electric Code)管理而且有UL(美国保险商实验所)认证:
阻燃认证:电缆保护层的常用原料是绝缘良好且廉价的PVC(聚氯乙烯),阻燃认证要求电缆不但有特殊的防火保护层,而且要使用特别的绝缘材料,可以防止电缆暴露产生的烟火事件。通过阻燃认证的电缆可以在户外空间使用,室内应用可以不需要管道防护.
无卤素认证:大部分电缆的PVC保护层在制造过程都会广泛应用卤素(Halogen)作为混合物,卤素具备极高的阻燃和绝缘化学特性,但在高温下会产生有毒的烟雾(主要成分是瓦斯)。无卤素的电缆保护层在高温时不会产生烟雾和有毒的气体,这是欧洲的安全标准(编号:IEC33203、IEC61034和IEC754-1),更多关于无卤素电缆的资讯可以访问官方网站:http://www.halogenfree.org
3. 电缆的性能和规格
3.1. 长度
信号的衰减与电缆的长度成正比,电缆越长,衰减越大,这是电缆的物理定律。电缆的长度一般用英尺或公尺来标注,音视频信号通过长距离的电缆会造成信号的衰减,对最终效果的影响体现在信噪比降低、亮度降低、图像模糊和同步不良,这些明显的差异也成了对比电缆质量的依据(单位长度的电缆对传输同等信号的不同衰减量)。
3.2. 频率
电缆的容抗和导线材料决定了传输信号频率的范围,在合适的传输距离内,如果出现图像模糊,多数是电缆没有达到高频传输的要求,造成信号的高频段损失(图像的细节)。
3.3. 干扰
电缆同时也是一条巨大的天线,会吸收空间存在的电磁波。如果电缆没有屏蔽或屏蔽效果不良,任何类型的电磁干扰都会直接作用于有用的信号,降低信号的信噪比
3.4. 温度
如同所有的电子电路一样,电缆的物理特性也会受环境温度的影响,电缆的物理参数在不同的温度范围有不同的表现。在工程应用时,电缆典型在墙壁、天花板和仪器架上覆设,因为这些地方的通风条件不会很理想,容易产生较高的温度。因此,选择电缆的允许使用温度范围应该适用于这些环境.
3.5. 斜率
斜率是描述双绞线不同长度对信号传输产生的时间差,取决于双绞线的绞合工艺和绞合类型,当产生较大的时延误差时,需要对电缆进行斜率补偿.
3.6. 阻抗
阻抗是描述电缆技术规格的重要参数之一,它为信号的正确流程建立了基线。这个信号的流程维护了整个系统的动力转换。
想像水流通过一条大口径的水管,只要水管直径保持一直,水流的结构和流程不会有变化。当这个水流被引入到一条小口经的水管时,情况发生了变化:由于瓶颈的存在,水流的结构被打乱,所有的水流不能同时通过瓶颈,引起部分水流产生反方向流动,而且最后还是被主流再次导入水的流程.
电缆传输阻抗的失配也会造成类似上述的现象:电子信号被再次导入对最初的信号影响称为反射,传送波与反射波相互干扰的结果使电压幅度形成驻波,用VSWR(电压驻波比)表示.
在视频系统中,阻抗匹配是系统设计中需要严肃看待的问题。早期在同轴电缆BNC类型的连接头同时存在50_和75_两种规格,现在视频阻抗统一75_,50_阻抗的电缆和连接头目前只会在射频信号中应用。短距离的阻抗失配会影响图像的高频细节,引起画面出现“鬼影现象".
3.7. 衰减
电缆对信号的衰减也称为插入损耗,单位是分贝(dB),正规的电缆会提供一张损失表,描述电缆在单位长度对不同频率的衰减值。比如某电缆的衰减值表示为 -2.2dB/30m@100MHz 是指这条电缆在30米长度时,传输100MHz带宽信号时会产生-2.2dB的插入损耗。电缆的插入损耗是累积的,而且对不同频率的信号衰减值也不一样。同样带宽的信号,电缆长度增加一倍,插入损耗也是增加一倍,比如上述的电缆在60米长度时,传输100MHz带宽信号时会产生-4.4dB的插入损耗。